塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造

位于塔里木盆地东南缘的阿尔金地区发育南、北两条早古生代缝合带,通过对带内出露的大量早古生代蛇绿岩、高压-超高压变质岩以及不同性质的花岗岩的同位素年代学资料的收集、整理和对比,发现南、北缝合带内岩体在岩石学、地球化学、形成的时代和构造环境等方面具有可对比性,推测在早古生代两者处于同一个俯冲带体系中,只是演化时限存在沿走向的穿时性。本文提出,阿尔金造山带为一弯山构造,我们称之为塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造。通过古地磁资料与板块重建的研究与分析,揭示了塔里木-柴达木陆块在早古生代很可能作为一个整体漂移,发生了以逆时针方向为主的相对旋转,这与弯山构造的形成息息相关。在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,分布在大洋中的塔里木-柴达木陆块、中阿尔金-中祁连微陆块以及其他亲冈瓦纳古陆的微陆块组成的链状陆块群,形成了近直线型的俯冲造山带。在斜向俯冲-碰撞机制下,塔里木-柴达木陆块的逆时针旋转,诱发了大型韧性剪切带和右行走滑断裂带,加之微陆块间的俯冲-碰撞相互作用的影响,最终导致初始造山带发生弯曲。塔里木盆地内发育的早古生代构造不整合以及呈"S"形展布的古构造、油气藏分布形态恰好为其提供了佐证。对塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造的研究,不仅有助于增进对原特提斯洋俯冲、闭合的理解和认识,还可以为建立中央造山带的演化模式提供新的思路。     

天山古生代增生造山作用及其构造转换事件

天山造山带自新元古代以来，经历了漫长而复杂的俯冲增生造山作用和陆内构造活化过程，属于典型的复合型造山带。基于近年研究进展，本文对伊犁、境内外中天山和南天山构造带前寒武纪基底、古生代沉积序列、多期陆缘弧岩浆岩和构造缝合带的变形变质特征、形成环境和年代学等进行了总结分析，梳理了天山古生代增生造山作用中的三次重要构造转换事件及其地质记录。① 伊犁南北两缘、中天山、南天山和塔里木北缘，均发育中奥陶世—志留纪的大陆弧岩浆作用，伊犁北缘、南天山 塔里木北部早古生代沉积环境发生显著变化，表明天山 塔里木北缘在中—晚奥陶世发生了从被动陆缘向活动陆缘的转换。② 伊犁南、北两缘和中天山的早古生代岩层在晚志留世—早泥盆世普遍发生了强烈的韧性变形和角闪岩相变质作用，其上不整合覆盖有弱变形未变质的晚泥盆世—石炭纪火山 沉积地层；该区域不整合是哈萨克斯坦微大陆拼合事件在研究区的构造响应，也标志着准噶尔洋和南天山洋的俯冲方式在泥盆纪发生了由前进式（东太平洋型）向后撤式（西太平洋型）的构造转换，导致伊犁和中天山在晚泥盆世—石炭纪经历了伸展背景下的大陆弧岩浆作用，在南天山 塔里木北缘则形成了一系列弧后有限洋盆。③ 天山各构造单元及其边界缝合带中普遍发育晚石炭世逆冲推覆构造和二叠纪走滑韧性剪切带、晚石炭世—早二叠世滑塌堆积和二叠纪后造山岩浆岩，指示晚石炭世—早二叠世发生了由汇聚造山向陆内构造的转换。这些构造转换事件是认识古亚洲洋各分支洋盆从初始俯冲、俯冲方式转换到俯冲终结过程的基础，也是探讨增生造山动力学的关键。     

中亚造山带东段岩石圈电性结构特征及其构造涵义

中亚造山带东段内蒙古中部地区一直是地球内部动力学和全球变化研究的热点地区。鉴于该地区的构造在理解中亚造山带的形成过程中起着重要作用,因此对该地区构造的研究具有重要意义。本文收集了中亚造山带东段一条长364 km的大地电磁测深(MT)剖面数据,该剖面西北起于内蒙古东乌旗内的国境线附近,向东南延伸,穿过北部造山带、索伦缝合带、南部造山带,在内蒙古翁牛特旗以西约30 km附近终止。根据数据的分析结果,对该剖面进行了二维反演。结果表明,剖面区段内岩石圈电性结构沿南北方向上整体表现为横向分块的特征。其中,北部造山带整体上以低阻为主要特征;索伦缝合带是整个剖面电性特征从低阻到高阻的过渡区;南部造山带整体上以高阻为主要特征。北部造山带的低阻特征表明该区域是不稳定的,可能是由古亚洲洋闭合后残留洋壳或者软流圈上升流引起的。索伦缝合带的电性结构特征表明该区域可能在缝合之后还发生了新的构造事件。南部造山带的高阻特征表明该区域基底是稳定的、“冷”的,且流体含量很低,电性结构的几何特征反映了该区域增厚的岩石圈。剖面所经过区域的电性结构特征表明,在西伯利亚板块与华北板块碰撞缝合之后研究区内可能还发生了诸如软流圈流...     

华南东段早古生代造山带研究

对华南东段早古生代沉积环境、火山岩、超镁铁岩—镁铁岩年代、韧性变形运动学、早古生代造山带特色等方面进行了研究。研究结果表明,震旦纪—奥陶纪期间(680～440Ma)的沉积岩以泥砂质碎屑岩为主体,岩层中浅海相沉积构造发育;缺乏鲍玛层序,不含火山熔岩和爆发火山碎屑岩;原定早古生代玄武岩实为杂砂岩。结合沉积岩地球化学成果,认为本区早古生代为被动大陆边缘浅海—半深海沉积环境。对区内部分镁铁岩和火山岩作SHRIMP岩浆锆石U-Pb定年,年龄集中在860～800Ma之间。韧性变形运动学研究表明,武夷山南东麓从北西向南东逆冲推覆,北麓从南向北逆冲推覆,剖面上呈花状构造样式。稍后发生了韧性走滑剪切作用。对糜棱岩的云母矿物作40Ar-39Ar定年,年龄集中在430～390Ma之间。与国内外典型加里东期造山带相比,华南早古生代造山带具有鲜明的地域特色,造山机制大致可与西欧比利牛斯造山带相比。     

敦煌北部岩浆-变质杂岩构造环境初步探讨:对中亚造山带南缘扩展方式的启示

中亚造山带南缘如何向南扩展,对深入理解增生型造山作用和大陆地壳生长机制以及中亚构造域与特提斯构造域的衔接具有重要科学意义.作为中亚造山带南缘的关键构造单元,敦煌构造带大地构造属性长期备受关注且颇有争议.传统观点认为敦煌构造带是古亚洲洋南侧的前寒武纪稳定大陆地块,以刚性块体的形式参与了中亚造山带南缘的最终拼贴过程.然而,...     

柴达木盆地东缘早古生代弯山构造

位于中国中央造山带内部的柴达木盆地周缘出露有代表原特提斯洋盆的蛇绿岩带、指示大洋俯冲与大陆深俯冲的高压-超高压变质带以及不同性质的早古生代花岗岩带。根据这些构造单元的空间展布形态及其综合地质年龄分布,表现为一条环绕柴达木盆地东缘的连续而弯曲的加里东期造山带。造山带内发育一系列右行走滑断裂和韧性剪切带,与古地磁资料所揭示的柴达木地块在早古生代的相对逆时针旋转息息相关。本文提出,柴达木盆地周缘造山带为一弯山构造。它是在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,诱发的大型走滑断裂和柴达木地块逆时针旋转牵引造山带发生弯曲所致。     

吉黑造山带古生代构造古地理演化

吉黑同山带夹持于华北板块和西伯利亚板块之间。对该构域古生代构造古地理演化规律的研究,是恢复板块间碰撞拼合及古亚洲洋发展演化历史的关键。在早古生代期间,华北板块与西伯业板块间通过古亚洲洋板块相接。     

北祁连中段早古生代双向俯冲——碰撞造山模式剖析

在十余年野外考察的基础上，通过火山－沉积组合，高压变质带及俯冲杂岩带产出特征，花岗岩浆活动，同位素年龄值等综合分析研究，结合近年区调成果，提出北祁连中段地区旱古生代的构造演化模式，认为该区是在古陆壳基底上由震旦纪打开经海底扩张生成的留有微陆块的微洋盆，寒武－奥隐纪，以黑河－八宝河为轴发生海底扩张，同时分别向南北两侧发生了俯冲杂岩带也随之由南向北先后反弹回跳到地表，转化为汇聚过渡壳；南侧由早期被动陆     

阿尔泰造山带西段同造山铁列克花岗岩体锆石U-Pb年龄及其构造意义

铁列克岩体是阿尔泰造山带西段的一个重要的岩体，显示弧花岗岩特征，其侵位时代一直没有解决。本次La-ICPMS锆石U-Pb定年给出206Pb/238U年龄403±5 Ma(MSWD=4.9)，代表其形成年龄。这为阿尔泰造山带的同造山花岗岩的鉴别和时代确定提供一个证据，也为阿尔泰造山带在早古生代（奥陶纪—泥盆纪）的俯冲造山提供了一个新的年代学制约。     

西天山造山带的古生代造山过程

古生代时期，西天山位于塔里木板块、伊犁－中天山板块和准噶尔板块之间，为古亚洲洋演化史上一个重要的构造域，曾经历了“古准噶尔洋（奥陶纪为主）”，“早古南天山洋（志留纪为主）”，“晚古南天山洋（中泥盆－早石炭世）”和“晚古北天山裂陷槽（晚泥盆世－早石炭世）”４个古洋盆演化时期，早石炭世末，天山及邻区的古洋壳已被完全消减掉，塔里木伊犁中天山和准噶尔板块与欧亚大陆拼合，中晚石炭世，天山地区接受陆表海（残余     

Paleozoic tectonic evolution of the eastern Central Asian Orogenic Belt in NE China

The eastern Central Asian Orogenic Belt (CAOB) in NE China is a key area for investigating continental growth. However, the complexity of its Paleozoic geological history has meant that the tectonic development of this belt is not fully understood. NE China is composed of the Erguna and Jiamusi blocks in the northern and eastern parts and the Xing’an and Songliao-Xilinhot accretionary terranes in the central and southern parts. The Erguna and Jiamusi blocks have Precambrian basements with Siberia and Gondwana affinities, respectively. In contrast, the Xing ’an and Songliao-Xilinhot accretionary terranes were formed via subduction and collision processes. These blocks and terranes were separated by the Xinlin-Xiguitu, Heilongjiang, Nenjiang, and Solonker oceans from north to south, and these oceans closed during the Cambrian (ca. 500 Ma), Late Silurian (ca. 420 Ma), early Late Carboniferous (ca. 320 Ma), and Late Permian to Middle Triassic (260 –240 Ma), respectively, forming the Xinlin-Xiguitu, Mudanjiang-Yilan, Hegenshan-Heihe, Solonker-Linxi, and Changchun-Yanji suture zones. Two oceanic tectonic cycles took place in the eastern Paleo-Asian Ocean (PAO), namely, the Early Paleozoic cycle involving the Xinlin-Xiguitu and Heilongjiang oceans and the late Paleozoic cycle involving the Nenjiang-Solonker oceans. The Paleozoic tectonic pattern of the eastern CAOB generally shows structural features that trend east-west. The timing of accretion and collision events of the eastern CAOB during the Paleozoic youngs progressively from north to south. The branch ocean basins of the eastern PAO closed from west to east in a scissor-like manner. A bi-directional subduction regime dominated during the narrowing and closure process of the eastern PAO, which led to “soft collision” of tectonic units on each side, forming huge accretionary orogenic belts in central Asia.©2022 China Geology Editorial Office.     

中国东北地区蛇绿岩

我国东北地区位于中亚造山带的东段,经历了复杂的增生造山过程,其所属微陆块的基底属性及拼贴位置、洋-陆转换一直是地学界研究的热点。根据近年来的研究进展,我们将东北地区微陆块划分为额尔古纳地块、兴安增生地体、松嫩-锡林浩特地块和佳木斯地块。同时综述了东北地区蛇绿岩/蛇绿混杂岩带的时空分布、年代学及地球化学的新资料,讨论了其构造背景及俯冲-增生过程。东北地区增生造山不仅涉及古亚洲洋和古太平洋,还可能与泛大洋有关,包括早奥陶世-晚三叠世古亚洲洋主洋盆及古亚洲洋分支——新元古代-晚寒武世新林-喜桂图洋、早寒武世-晚石炭世嫩江洋、新元古代-晚志留世黑龙江洋和晚二叠世-中侏罗世牡丹江洋的演化。早石炭世末-晚石炭世初,东北地区古亚洲洋分支洋盆全部闭合,所有微陆块完成聚合形成统一的东北陆块群。晚二叠世-早三叠世时期,古亚洲洋主洋盆沿索伦-西拉木伦-长春-延吉缝合带自西向东从早到晚以剪刀式最终闭合,完成东北陆块群与华北板块的拼接。晚三叠世-早侏罗世时期古太平洋板块俯冲启动,东北地区进入古太平洋俯冲增生构造体系。     

Lithospheric dripping in a soft collision zone: Insights from late Paleozoic magmatism suites of the eastern Central Asian Orogenic Belt

The closure of Paleo-Asian Ocean is considered to have occurred along the Solonker Suture in the southernmost segment of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), the largest Phanerozoic accretionary orogen on the globe. The suture branches to the east to form the northern Hegenshan–Heihe Suture and the southern Solonker–Changchun Suture. The Hegenshan–Heihe Suture is an ideal natural laboratory for studying the post-collisional geodynamic processes operating in a soft collision zone driven by divergent double-sided subduction. Here we report results from an integrated study of the petrology, geochronology, geochemistry, and Sr–Nd–Hf isotopic compositions of the Early Carboniferous–Early Permian magmatic suite in the Hailar Basin of the Xing’an–Erguna Block. The Early Carboniferous igneous rocks are represented by 356–349 Ma andesitic tuffs, exhibiting typical subduction-related features, such as enrichment in large-ion lithophile elements and depletion in high-field-strength elements. These features, together with the relatively depleted Sr–Nd–Hf isotopic compositions, constant Nb/Y values, but highly variable Rb/Y and Ba values indicate that these rocks were generated by partial melting of a depleted mantle wedge metasomatized by slab-derived fluids. The Late Carboniferous–Early Permian magmatic suite (317–295 Ma) is characterized by high Sr contents (313–1080 ppm) and low Y contents (5–13 ppm), and these can be subdivided into calc-alkaline adakitic rocks and high-K calc-alkaline adakitic rocks. The calc-alkaline adakitic rocks have higher values of Sr/Y, (Sm/Yb)_{source normalized}, and Mg#, and lower values of Y, Yb_{source normalized}, and K₂O/Na₂O than the high-K calc-alkaline adakitic rocks, which suggests that the former was generated by partial melting of foundered lower continental crust and the latter by partial melting of normal lower continental crust. Based on our new data, in conjunction with those in previous studies, we conclude that the tectonic evolution of the Hegenshan–Heihe Suture involved Early Carboniferous double-sided subduction of the Nenjiang Ocean, latest Early Carboniferous soft collision between the Xing’an–Erguna and Songliao blocks, and Late Carboniferous–Early Permian post-collisional extension. We also propose a new geodynamic scenario in which removal of the lithospheric root might have occurred in a soft collision zone during the post-collision period via repeated and localized lithospheric dripping, which results from combined effects of hydration weakening of the lithosphere caused by pre-collision subduction and asthenospheric stirring triggered by slab break-off.     

中亚造山带北山下—中二叠统物源分析及古地理意义

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段南端,该区广泛出露的海相二叠系是中亚造山带最年轻的海相沉积之一,是解析古亚洲洋晚期演化的理想载体。然而,北山地区的物源学数据分布不均衡、缺少统计对比,直接限制了学界对古亚洲洋古地理结构的探讨。本文在贯穿北山地区中部至南部的8条剖面中获得了681个碎屑锆石U-Pb年龄和192个Hf同位素数据;在等时地层对比的基础上,统计计算了北山地区已发表的下—中二叠统碎屑锆石数据,重建了区域古地理面貌。早—中二叠世,红石山洋向南俯冲至旱山地块之下,形成了黑鹰山弧和弧后裂谷盆地。该盆地北侧的物源分别来自于旱山地块的前寒武纪基底(926～775 Ma)和奥陶纪—志留纪岩体(485～421 Ma),而南侧的物源主要来自于马鬃山隆起。马鬃山隆起是早古生代红柳河—洗肠井洋闭合的产物,主要由奥陶纪—泥盆纪岩体(470～367 Ma)组成,包括早古生代马鬃山岛弧和双鹰山地块的大部分地区。北山南部发育柳园裂谷盆地,盆地南北两侧的碎屑物质分别主要来自于石炭纪—二叠纪火山岩(322～270 Ma)和马鬃山隆起的早古生代岩体,这两种碎屑物质在盆地中心交汇。本文古地理重建结果表明：红石山洋可代表...     

中亚造山带北山南部柳园洋晚古生代两阶段古地理演化

甘蒙北山地区位于中亚造山带中段,其间的柳园洋是古亚洲洋的重要分支之一,关于该洋盆的演化过程存在两阶段裂谷盆地和单阶段长期俯冲两种认识。柳园洋位于北山南部石板山地块和双鹰山地块之间,石板山地块的晚古生代沉积序列和物源变化完整记录了洋盆的古地理演化过程,对于重建区域构造演化有重要意义。此次研究聚焦石板山地块独山地区的上古生界火山- 沉积序列,通过砂岩碎屑颗粒组分和碎屑锆石U- Pb- Hf同位素分析,提供柳园洋古地理演化的约束证据。本文数据表明：独山地区下—中泥盆统碎屑锆石年龄为早古生代单峰式分布（~415 Ma）,来自于柳园洋向南俯冲在石板山地块边缘而形成的岩浆弧;上石炭统—下二叠统样品中出现了明显的中元古代碎屑锆石年龄（~1426 Ma）,来自于北侧的双鹰山地块和中天山地块,指示洋盆闭合事件;下二叠统碎屑锆石年龄主要为晚石炭世—早二叠世单峰式分布（301~290 Ma）,来自于裂谷火山活动。此外,本次研究通过对北山南部已发表物源学数据的统计计算,进一步证明并完善了古生代柳园洋两阶段演化模型：中奥陶世—中泥盆世,柳园洋双向俯冲至敦煌- 石板山地块和双鹰山地块之下;晚泥盆世,柳园洋闭合,直至石炭纪晚期,敦煌- 石板山- 双鹰山地块形成了统一的陆缘环境;早—中二叠世,柳园裂谷盆地逐步发育至原洋盆地。     

中亚造山带中段古亚洲洋北向平板俯冲过程:来自埃达克岩的证据

早三叠世是中亚造山带（CAOB）中部构造演化的关键时期,尽管该时期古亚洲洋在地表已经闭合,但残余的大洋板片仍在持续的挤压作用下继续俯冲,造山作用依然活跃。本文对中亚造山带中段林西地区的下三叠统幸福之路组火山岩地层进行了锆石U-Pb测年、岩石地球化学以及锆石原位Lu-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示了该地层的形成时代为247Ma,为早三叠世岩浆活动的产物。岩石学和地球化学研究表明,幸福之路组火山岩具有高SiO₂（64.10%~68.90%）、Al₂O₃（13.47%~17.50%）,低MgO（0.51%~1.42%）,轻稀土富集、重稀土亏损,无Eu异常（δEu平均值为1.09）以及高Sr（384×10^-6~956×10^-6,平均616×10^-6）,低Y（5.66×10^-6~7.63×10^-6,平均6.51×10^-6）的特点,表明其为大洋板片熔融产生的典型埃达克岩。锆石原位Lu-Hf同位素分析结果显示其ε_Hf（t）为+10.8~+15.6,平均为+13.9。样品单阶段Hf地壳模式年龄（t_DM1）为264~462Ma,表明其岩浆源区的亏损特征。结合区域资料,我们将研究区中晚二叠世至晚三叠世划分为四个构造演化阶段：1）中-晚二叠世时期,特征为钙碱性岩浆岩及碰撞杂岩的发育;2）早-中三叠世时期,特征为广泛分布的典型埃达克岩,是古亚洲洋地表闭合后大洋板片继续北向平板俯冲的产物;3）230Ma左右开始持续10Myr,该时期是岩浆活动宁静期;4）220Ma至晚三叠世末,研究区进入区域性伸展,A型花岗岩、富钾钙碱性花岗岩类和超基性岩大量侵位,变质核杂岩及韧性剪切带也在此时产生。前三个阶段代表了完整的古亚洲洋大洋板块平板俯冲过程,而最后一个阶段标志着研究区地壳进入了新的演化阶段。

     

Continental crustal growth and the supercontinental cycle: evidence from the Central Asian Orogenic Belt

Studies of supercontinental cycle are mainly concentrated on the assembly, breakup and dispersal of supercontinents, and studies of continental crustal growth largely on the growth and loss (recycling) of the crust. These two problems have long been studied separately from each other. The Paleozoic–Mesozoic granites in the Central Asian Orogenic Belt have commonly positive Nd values, implying large-scale continental crustal growth in the Phanerozoic. They coincided temporally and spatially with the Phanerozoic Pangea supercontinental cycle, and overlapped in space with the P-wave high-V anomalies and calculated positions of subducted slabs for the last 180 Ma, all this suggests that the Phanerozoic Laurasia supercontinental assembly was accompanied by large-scale continental crustal growth in central Asia. Based on these observations, this paper proposes that there may be close and original correlations between a supercontinental cycle, continental crustal growth and catastrophic slab avalanches in the mantle. In this model we suggest that rapid continental crustal growth occurred during supercontinent assembly, whereas during supercontinental breakup and dispersal new additions of the crust were balanced by losses, resulting in a steady state system. Supercontinental cycle and continental crustal growth are both governed by changing patterns of mantle convection.     

中亚造山带中新生代壳幔相互作用特征与过程——新疆北部幔源岩浆岩系对比研究

新疆北部中新生代幔源岩浆岩多位于大型走滑断裂带或者裂谷带附近,岩石系列均具有高的TiO2含量,富碱、高度富集不相容元素和轻稀土(LREE),εNd(t)值低正值到负值,(87Sr/86Sr)i值较高,不相容元素比值La/Nb和Nb/U显示中新生代玄武岩浆在形成过程中的壳幔作用明显不同于古生代造山过程,岩浆来源于类似OIB源的富集地幔。而新疆北部地区的二叠纪幔源镁铁-超镁铁岩来源于亏损地幔,陆壳物质参与了岩浆的形成,源区可能混入了早期的弧组分或俯冲的洋壳。由于古生代多个洋盆闭合和增生造山作用致使中亚造山带的岩石圈不断增厚,于古生代晚期发生拆沉去根作用,软流圈亏损地幔上涌形成二叠纪镁铁-超镁铁岩系,而拆沉的岩石圈以及俯冲下沉的洋壳及其沉积物,在地幔环境熔融交代改造原始地幔,使中亚地区的地幔自古生代晚期以后逐渐转换为整体富碱、富含轻稀土(LREE)和不相容元素的富集地幔。被改造了的富集地幔在中新生代沿裂谷带或大型走滑断裂薄弱带上涌,形成了中新生代幔源岩浆的喷发和侵位。